孫紅玉，盛春英，閆英山，賈榮霞，王 靜，夏燕茂

（1.華紡股份有限公司技術(shù)中心，山東濱州 256617；2.山東省短流程印染新技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東濱州 256617）

現(xiàn)代印染技術(shù)面臨的最大挑戰(zhàn)就是“節(jié)能降耗”和“消除污染”，染整加工大多在較高溫度下進(jìn)行，耗能大，國(guó)內(nèi)單耗是國(guó)外的3～5 倍?；钚匀玖鲜悄壳袄w維素纖維染色最主要的染料，由于其具有色譜寬廣、色澤鮮艷、性能優(yōu)異、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用，2006年我國(guó)活性染料年產(chǎn)量已達(dá)17.4 萬(wàn)t[1]。但活性染料染色過(guò)程中需要加入大量電解質(zhì)促染，同時(shí)，傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝需要經(jīng)過(guò)軋→烘→軋→蒸，既產(chǎn)生大量含鹽廢水，對(duì)環(huán)境造成污染，還會(huì)浪費(fèi)大量能源。

為了解決以上問(wèn)題，提出了活性染料濕蒸短流程工藝，即織物浸軋染液后不經(jīng)過(guò)預(yù)烘，濕布直接進(jìn)入蒸箱，在一定溫度和濕度條件下固色，然后洗滌得到成品，該工藝固色時(shí)間短、固色效率高、耗鹽低、節(jié)能，適合連續(xù)生產(chǎn)。

本項(xiàng)目主要研究幾種染色常用的表面活性劑在濕蒸過(guò)程中對(duì)布面染深性的影響，找出增加濕蒸染深性的簡(jiǎn)易方法，提高濕蒸過(guò)程中深色的上染率。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料和儀器

織物：C40×40、173×120（絲光后，濱州華紡股份有限公司）。染化料：液堿、純堿、元明粉、尿素（工業(yè)級(jí)），活性染料（無(wú)錫潤(rùn)新染料有限公司），十六烷基三甲基氯化銨（上海尚賢新材料有限公司），螯合劑HFA03（濱州華紡股份有限公司），滲透劑AS（拓納化學(xué)），滲透劑CHL（青島飛龍?jiān)椿び邢薰荆?/p>

儀器：分析天平（濱州市科慧科技有限公司），電子秤（濱州市科慧科技有限公司），Datacolor測(cè)色配色儀（德塔顏色商貿(mào)有限公司），摩擦儀、皂洗機(jī)（溫州大榮儀器紡織儀器有限公司）。

1.2 染整加工流程

活性染料軋烘軋蒸傳統(tǒng)工藝：稱料→化料→軋料（軋余率65%）→烘干→浸軋汽固液→汽蒸→水洗→皂洗→熨干。汽固液配方：工業(yè)鹽200 g/L，純堿20 g/L，燒堿6 g/L。

濕蒸工藝流程如下：

1.3 測(cè)試

耐摩擦色牢度參照AATCC 8—2016《耐摩擦色牢度》測(cè)定有色織物因摩擦而沾色的程度。原變、白沾參照AATCC 61—2A《家庭及商業(yè)上顏色之洗滌堅(jiān)牢》評(píng)估織物經(jīng)常洗滌下其顏色的堅(jiān)牢度。

2 結(jié)果與討論

活性染料的濕蒸工藝是織物經(jīng)過(guò)浸軋染液后，直接濕態(tài)汽蒸，是一種節(jié)能的方法?；钚匀玖吓c纖維素纖維反應(yīng)除了受到染料結(jié)構(gòu)的影響以外，還受濕度、汽蒸時(shí)間、溫度、染液pH、染液添加劑等的影響。本項(xiàng)目主要研究在汽蒸過(guò)程固色堿與染液混合液中，加入不同表面活性劑對(duì)濕蒸布面染深性影響。

表面活性劑通常分為潤(rùn)濕劑、增溶劑、乳化劑、分散劑、洗滌劑等幾類，能夠使相同粒子分開(kāi)到不同表面，減少粒子之間的相互吸引作用。本研究分別將滲透劑、尿素、陽(yáng)離子表面活性劑、鈣鎂離子螯合劑加入濕蒸染色固色液中進(jìn)行濕蒸效果的對(duì)比，考察染液質(zhì)量濃度、固色堿劑用量以及汽蒸時(shí)間等對(duì)染色效果的影響，確定固色堿劑具體工藝如表1，濕蒸時(shí)間100 s。

表1 不同染料質(zhì)量濃度下的固色堿劑配方

2.1 滲透劑對(duì)濕蒸染深性的影響

滲透劑分別采用拓納化學(xué)的滲透劑AS和青島飛龍?jiān)吹臐B透劑CHL，為了比較兩種滲透劑對(duì)濕蒸的影響，滲透劑用量均為2 g/L，根據(jù)貝卡爾-蒙克（Kubelka-Munk）方程式，通過(guò)電子測(cè)色配色儀測(cè)量上述兩種面料的表面顏色深度（K/S值），K/S值越大，表示顏色越深；K/S值越小，則表示顏色越淺。

式中，K為吸收系數(shù)，S為散射系數(shù)，R為分光反射率，結(jié)果如圖1所示。

由圖1 可以看出，加入滲透劑CHL 后，對(duì)不同質(zhì)量濃度濕蒸布面稍有改善，但對(duì)布面深度改善效果并不明顯，并且?guī)追N顏色濕蒸工藝的布面深度均比正常軋烘軋蒸工藝低很多，深度越高差距越大。

2.2 尿素對(duì)濕蒸染深性的影響

尿素能夠與染料形成氫鍵，從而提高染料的溶解性能，利于染料擴(kuò)散到纖維內(nèi)。尿素通過(guò)親水的氨基和羥基接近水分子，在活性染料的汽蒸或焙烘過(guò)程中提供水分使纖維膨化，進(jìn)一步提高染料的滲透性能，結(jié)果如圖2。

由圖2 可以看出，幾種顏色加入尿素后，布面顏色深度均比正常工藝淺，說(shuō)明濕蒸過(guò)程中，可能因?yàn)椴济姹旧砭哂泻艽蟮臐穸龋蛩氐奈鼭裥砸约笆估w維膨化的性能都沒(méi)有發(fā)揮作用。

2.3 十六烷基三甲基氯化銨對(duì)濕蒸染深性的影響

本實(shí)驗(yàn)選用陽(yáng)離子表面活性劑十六烷基三甲基氯化銨，表面活性劑通過(guò)單分子或膠束作用，能夠?qū)θ玖掀鸬皆鋈茏饔谩１砻婊钚詣┯昧繛?～2 g/L，濕蒸布面測(cè)試結(jié)果表明，在表面活性劑0.5 g/L的染液染色時(shí)，布面出現(xiàn)細(xì)小的團(tuán)聚；1 g/L開(kāi)始出現(xiàn)明顯的團(tuán)聚現(xiàn)象，布面存在大量色點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)針對(duì)表面活性劑質(zhì)量濃度為0～0.5g/L的區(qū)間進(jìn)行濕蒸實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖3 所示。由圖3 可知，加入表面活性劑對(duì)濕蒸布面的染深性沒(méi)有很明顯的改善，而且不同的顏色改善程度不一致。

2.4 鈣鎂離子螯合劑對(duì)濕蒸染深性的影響

日常生產(chǎn)所用工業(yè)自來(lái)水硬度為280 mg/L，水中鹽類物質(zhì)質(zhì)量濃度稍高，加入鈣鎂離子螯合劑能夠減少水中離子對(duì)濕蒸布面染深性的影響。針對(duì)5 g/L質(zhì)量濃度的染液，探索螯合劑用量0～3 g/L 對(duì)濕蒸布面效果的影響，結(jié)果如圖4所示。

由圖4 可以看出，鈣鎂離子螯合劑（HF-A03）質(zhì)量濃度達(dá)到1 g/L時(shí)，三種顏色的布面濕蒸效果最好，雖然比正常軋烘軋蒸工藝差，但比其他方法改善效果更明顯?？傮w來(lái)說(shuō)，鈣鎂離子螯合劑質(zhì)量濃度為0.5～3.0 g/L時(shí)，對(duì)布面效果影響差距不大，綜合比較，采用1 g/L效果較好。

針對(duì)鈣鎂離子螯合劑用量1 g/L進(jìn)行不同質(zhì)量濃度染液濕蒸效果的比較試，結(jié)果如圖5所示。

加入鈣鎂離子螯合劑，增加染液質(zhì)量濃度后，濕蒸與正常軋烘軋蒸工藝的布面K/S值差距不大，加入螯合劑后，可以增加濕蒸過(guò)程染料的上染率，減少染料排放，使活性染料濕蒸在縮短工藝流程的基礎(chǔ)上，還能夠降低污染排放，使生產(chǎn)過(guò)程更加環(huán)保清潔。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證該工藝的濕蒸布面染色牢度，針對(duì)效果較好的鈣鎂離子螯合劑的濕蒸工藝進(jìn)行色牢度的測(cè)試，結(jié)果如表2所示。

由表2可知，濕蒸布面對(duì)棉組分的白沾比正常的軋烘軋蒸差，并且干摩、濕摩比正常的軋烘軋蒸工藝好，所以，該工藝在濕蒸染色方面有一定優(yōu)勢(shì)。

表2 濕蒸與正常工藝布面色牢度的測(cè)試結(jié)果

3 結(jié)論

與正常軋烘軋蒸工藝對(duì)比，濕蒸過(guò)程中分別加入滲透劑、尿素、陽(yáng)離子表面活性劑、鈣鎂離子螯合劑等幾種表面活性劑對(duì)濕蒸改善效果不同；鈣鎂離子螯合劑對(duì)三種顏色改善效果基本一致，布面效果比不加表面活性劑的濕蒸工藝要好；提高染液質(zhì)量濃度，加入鈣鎂離子螯合劑的濕蒸布面色深雖然比正常軋烘軋蒸工藝淺，但比空白濕蒸工藝提高很多，布面色牢度可以滿足實(shí)際生產(chǎn)要求。